立式组合机床液压课程的设计.docVIP

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立式组合机床液压课程的设计

1 方案的确定 1.1整体性分析 要求此液压系统实现的工作循环是:工件夹紧 工作快进 工作台工进 工作台快退 工作台原位停止 工件松开 液压泵卸荷。滑台的重量为80000N,快进快退的速度0.1m/s,滑台工进速度(1-10) mm/s 快进行程120mm,工进行程80mm ,切削负载为28000N. 对于立式组合机床的液压系统而言,加工的零件需要精度高,定位准确。所以整个系统的设计要求定位精度高,换向速度快。在设计阀的时候,考虑这些方面变的尤其重要,要考虑到工作在最低速度时调速阀的最小调节流量能否满足要求,且在工作位置换的时候要考虑速度的平稳性,例如在快进至工进的过程中加入减速环节,使速度更加的平稳。在行程方面,应该比要求的工作行程大点,包括工作行程、最大行程和夹紧缸行程,主要是考虑到在安全方面和实际运用中。在压力方面也要考虑到满足最大负载要求。而且在液压系统能满足要求的前提下,使液压系统的成本较低。 1.2 拟定方案 方案一 液压系统中工作台的执行元件为伸缩缸,工件的夹紧用单杆活塞缸;工作台采用节流阀实现出油口节流调速,用行程阀实现工作台从快进到工进的转换,在工进回路上串接个背压阀;为了防止工件在加工过程中松动,在夹紧进油路上串接个单向阀;工作台的进、退采用电磁换向阀;夹紧缸的夹紧与放松用电磁阀控制。 方案二 液压系统中工作台的执行元件为单杆活塞缸,工件的夹紧也采用单杆活塞缸;工作台采用调速阀实现进油口节流调速,也采用行程阀实现工作台从快进到工进的转换,工进时,为了避免前冲现象,在回路上串接个背压阀;夹紧缸上串接个蓄能器和单向阀,避免工件在加工过程中松动;工作台的进、退换向采用电液换向阀,工作台快进时,采用差动连接;夹紧缸的夹紧与放松用电磁阀控制。 1.3比较方案并确定方案 单杆活塞缸比伸缩缸结构简单,价格便宜,易维护,而且也能满足要求;调速阀的性能比节流阀稳定,调速较好,用于负载变化大而运动要求稳定的系统中;采用进油口调速回路;夹紧缸进油口处串接蓄能器,更好的保证工件的夹紧力,使工件在加工过程中始终在夹紧状态。电液换向阀的信号传递快,配合液压动力的输出力大、惯性小、反映快的优点使控制灵活、精度高、快速性好。综上比较选择方案二较好。 2 工况分析 2.1运动参数分析 首先根据主机要求画出动作循环图(图一)。 注:从快进到工进,中间加上减速环节使速度变换平稳。 图一 2.2动力参数分析 (1)工作负载 工作负载为已知 FL=28000N (2)摩擦阻力负载 已知采用平导轨,且静摩擦因数=0.2,动摩擦因数ud=0.1则: 静摩擦阻力 =0.2×8000×9.8N=15680N 动摩擦阻力 =0.1×8000×9.8N=7840N (3)惯性负载 动力滑台起动加速,反向起动加速和快退减速制动的加速度的绝对值相等,既△v=0.1m/s,△t=0.1s,故惯性阻力为: =G△v/g△t=(8000×0.1)/(9.8×0.1)=816N (4)由于动力滑台为卧式放置,所以不考虑重力负载。 (5)关于液压缸内部密封装置摩擦阻力Fm的影响,计入液压缸的机械效率中。 (6)背压负载 初算时暂不考虑 2.3 液压缸各阶段工作负载计算: (1)启动时 F1=/η=15680/0.92=17043N (2)加速时 F2=(+)/0.92=(7840+816)/η=7840/0.92N=8522N (4)工进时 F4=(+)/η=(28000+7840)/0.92N=38956N (5)快退时 F5=/η=7840/0.92N=8522N 表1 液压缸在各个工作阶段的负载值其中=0.92 工况 负载组成 负载值(N) 推力(N) 夹紧 — — 35000 快 进 起动 15680 17043 加速 + 8656 9409 快进 7840 8522 工 进 工进 + 35840 38956 快退 7840 8522 2.4负载图和速度图的绘制 速度图、负载图按上面的数值绘制,如图所示。 图二 3 拟定液压系统图 3.1确定执行元件类型: 3.1.1工作缸: 根据组合机床特点和要求,所以选用无杆腔面积等于两倍的有杆腔面积的差动液压缸,近似区d=0.7D。 3.1.2夹紧缸: 由于结构上的原因和为了有较大的有效工作面积,也采用单杆双作用活塞液压缸。 3.2换向方式确定 为了便于工作台在任意位置停止,使调整方便,所以采用三位换向阀;为了便于组成差动连接,应采用三位五通电液换向阀。阀的中位机能的选择对保证系统工作性能有很大作用,为了满足本专机工作位置的调

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